21. Що являє собою активний центр ензиму?

Активний центр — особлива частина молекули ферменту, що визначає його специфічність і каталітичну активність.

Активний центр безпосередньо здійснює взаємодію з молекулою субстрату або з тими її частинами, які беруть участь в реакції.

Активний центр зазвичай має вигляд маленької «кишені» на поверхні ферменту, яка містить залишки, що відповідають за специфічність до субстрату (заряд, гідрофобність, стеричні перешкоди), що з'єднуються з різними ділянками субстрату, і каталітичні залишки, які часто служать донорами або акцепторами протону, або відповідають за зв'язування кофактору (наприклад PLP, TPP або НАД+). Відомі ферменти, що мають більш ніж один активний центр, і вони можуть одночасно адсорбуватись до частинок субстрату багатьма центрами одночасно. В деяких ферментах при адсорбції на субстрат, відбувається зміна його четвертинної структури, яка може відкрити ще один активний центр для іншого типу субстрату.

Активний центр — також ділянка зв'язування інгібіторів ферменту.

24. Чи співпадають місця зв’язування кофакторів ензимів з їх активними центрами?

Ні

27. Чи оборотній процес зв’язування субстрату з ензимом під час односубстратної ензимної реакції?

Так

30. В яких межах знаходиться температурний оптимум дії більшості ензимів у тварин, с?

Температурний оптимум дії більшості ферментів тварин знаходиться в межах температури тіла – 37 – 40°С. Виключенням є папаїн, найбільша активність каталітичної дії якого виявляється при 80°С, і каталаза, температурний оптимум дії якої лежить між 0 і 10°С. При підвищенні температури середовища на 10°С швидкість реакції зростає в 1,5 – 3 рази (правило ле Шательє) приблизно в межах від 0 до 25°С; потім поволі підвищується і після 40°С починає зменшуватися

33. Які виділяють два механізми гормонального впливу на метаболічні процеси? Загальна характеристика.

За механізмом дії гормони поділяють на дві групи. До першої належать гормони, які взаємодіють з мембранними рецепторами (пептидні гормони, адреналін, а також гормони місцевої дії – цитокіни та ейкозаноїди) і контролюють процеси швидкої адаптації організму, які потребують термінового включення певного біохімічного процесу або фізіологічної функції (глікогенолізу, ліполізу, м^,язового скорочення). Друга група включає гормони, які взаємодіють з внутрішньоклітинними рецепторами (стероїдні та тиреоїдині гормони), їх біологічна дія повільніша (потребує для свого проявлення декількох годин), вони відповідають за процеси довготривалої адаптації організму. Детальніше про це буде описано згодом.

36. Описати в загальних рисах біосинтез інсуліну.

Інсулін синтезується b-клітинами підшлункової залози з амінокислот, що поступають з крові або утворюються в цих клітинах. Спочатку проходить синтез препроінсуліну (М.м 14500), який перетворюється у просторі трубочок ендоплазматичного ретикулуму в проінсулін. Його синтез починається з b-ланцюга та закінчується a-ланцюгом. Між ними локалізується С-пептид, який складається з 33 амінокислот. Всього проінсулін містить 78-86 амінокислотних залишків у залежності від виду тварини.

Синтез проінсуліну проходить в рибосомах ендоплазматичного ретикулуму. Цей процес активується глюкозою, яка сприяє утворенню і-РНК проінсуліну та посилює процеси трансляції. Після біосинтезу проінсулін транспортується у цистерни апарату Гольджі, де проходить його конверсія в інсулін, при цьому від проінсуліну відщеплюється С-пептид під дією ферментів, що подібні до трипсину та карбоксипептидази В. С-пептид відщеплюється в гранулах b-клітин перед секрецією у кров, і виділяється у кількостях еквівалентних кількості інсуліну. Відомо декілька проміжних форм проінсуліну (інтермедіат - І, інтермедіат-ІІ). Біологічна активність проінсуліну становить 2-20% активності інсуліну. Специфічних проінсулінових рецепторів у тканинах не виявлено. Він сприяє метаболізму глюкози у жировій тканині та м’язах.

Молекула інсуліну побудована з двох поліпептидних ланцюгів: А-ланцюг вміщає 21, а В-ланцюг - 30 амінокислотних залишків. Обидва ланцюги пов'язані між собою двома дисульфідними мостиками між залишками цистеїну у положенні А₇ та В₇, А₂₀ - В₁₉. А -ланцюг має внутрішній дисульфідний зв’язок А₆ - А₄. У 1965 р. вперше проведений лабораторний синтез інсуліну. Виявлені видові особливості його будови. Найбільш близькими за своїм амінокислотним складом є молекули інсуліну людини, свині, собаки, кита, кроля, які відрізняються однією амінокислотою у положенні В₃₀. Молекула інсуліну у просторі знаходиться у скрученому стані (вторинна та третинна структури молекули). Відщеплення однієї амінокислоти або заміна її з будь - якого кінця А-ланцюга веде до втрати активності інсуліну. У більшості організмів його полімеризація в підшлунковій залозі проходить навколо атома цинку, при цьому навколо кожного з 2-х атомів металу утворюється по 3 молекули. Ці цинк-інсулінові гексамери знаходяться у вигляді кристалів, що депонуються у b-клітинах. Гексамери вивільняються з b-клітин при відповідних значеннях рН середовища, дисоціюють на димери та мономери. Біосинтез інсуліну активується глюкозою.

39.        Біологічний вплив адреналіну і нор-адреналіну на організм. Загальна характеристика.

Адреналі́н, також епінефри́н — гормон та медіатор мозкової речовини надниркових залоз, що входить до групи фізіологічно активних речовин — катехоламінів. Лікарський препарат «Адреналін» відносять до адренергічних препаратів (адреноміметиків).

Адреналін

Прискорює і посилює серцебиття, спричинює звуження кровоносних судин, чим зумовлює підвищення кров'яного тиску, зумовлює розслаблення гладкої мускулатури бронхів і травної системи, підвищення обміну речовин. У медичній практиці розчин солянокислої солі адреналіну вводять підшкірно (а іноді й внутрішньовенно чи внутрішньосерцево) при глибоких розладах кровообігу (гемодинаміки), що бувають при захворюваннях серцево-судинної системи, колапсі, деяких видах шоку (зокрема при анафілактичному), при алергічних захворюваннях, астматичних приступах, деяких отруєннях.

У спокійному стані у людини адреналін виробляється, але значно у меншій кількості, ніж при стресах.

Норадреналі́н — гормон мозкової речовини наднирників і нейромедіатор. Належить до біогенних амінів, до групи катехоламінів. У жінок стимулює скорочення матки, у чоловіків збільшує периферичний судинний опір і систолічний та діастолічний тиск. Норадреналін — біогенний амін, що разом із адреналіном і дофаміном належать до катехоламінів. На відміну від адреналіну, який, здебільшого, проявляє гормональну активність, норадреналін є медіатором, що відіграє трансмітерну роль в адренергічних синапсах ЦНС та ПНС.

У головному мозку людини норадренергічні нейрони знаходяться, переважно, в зонах блакитної плями, гіпокампу та значній частині кори мозку. Функціональну роль норадреналіну як одного з основних медіаторів центральної нервової системи пов'язують із підтриманням рівня активності нервово-психічних реакцій, формуванням когнітивних та адаптивних процесів.

Адренорецептори широко розповсюдженні як у нервовій системі, так і в інших органах і тканинах. Існують декілька підтипів адренорецепторів, що розрізняються за своїми біохімічними, фізіологічними та фармакологічними властивостями.

Взаємодія лігандів (норадреналіну, адреналіну тощо) із бета-адренорецепторами супроводжується активацією аденілатциклази, збільшенням внутрішньоклітинної концентрації цАМФ і через систему цАМФ-залежних протеїнкіназ — стимуляцією відповідних метаболічних процесів та фізіологічних функцій клітини; прикладом таких реакцій є стимуляція адреналіном глікогенолізу в печінці та м'язах і ліполізу в жировій тканині.

У центральній нервовій системі адренорецептори локалізовані як на постсинаптичних мембранах, забезпечуючи передачу нервового сигналу на нейрон або ефекторний орган, так і на пресинаптичних мембранах, гальмуючи за негативним зворотним зв'язком вивільнення норадреналіну в синаптичну щілину.

Норадреналін має складні біохімічні та функціональні зв'язки на пре- та постсинаптичному рівнях із іншими нейромедіаторами та модуляторами функцій центральної нервової системи: ацетилхоліном, серотоніном, дофаміном, нейропептидами тощо.